DE10056475A1 - Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis mit verbesserter p-Leitfähigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis mit verbesserter p-Leitfähigkeit und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit erhöhter p-Leitfähigkeit. Der Halbleiterkörper des Bauelements weist ein SiC-basierendes Substrat (1) auf, auf dem eine Mehrzahl von GaN-basierenden Schichten ausgebildet ist. Der aktive Bereich dieser Schichten ist zwischen mindestens einer n-leitenden Schicht (2) und einer p-leitenden Schicht (4) angeordnet, wobei die p-leitende Schicht (4) zugverspannt aufgewachsen ist. Als p-Dotierung wird vorzugsweise Mg verwendet.
Description
Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis
mit verbesserter p-Leitfähigkeit und Verfahren zu dessen Her
stellung.
Die Erfindung bezieht sich auf ein strahlungsemittierendes
Halbleiterbauelement auf GaN-Basis nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 sowie ein Herstellungsverfahren nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Strahlungsemittierende Bauelemente auf GaN-Basis sind bei
spielsweise aus US 5,874,747 bekannt. Solche Halbleiterbau
elemente enthalten eine Halbleiterkörper mit einer Mehrzahl
von Schichten, die aus GaN oder einem darauf basierenden Ma
terial bestehen. Gemäß der genannten Druckschrift ist die
Mehrzahl von GaN-basierenden Schichten auf ein SiC-Substrat
aufgebracht.
Auf GaN-basierende Materialien sind von GaN abgeleitete oder
mit GaN verwandte Materialien sowie darauf aufbauende ternäre
oder quaternäre Mischkristalle. Insbesondere fallen hierunter
die Materialien AlN, InN, AlGaN (Al1-xGaxN, 0 ≦ x ≦ 1), InGaN
(In1-xGaxN, 0 ≦ x ≦ 1 ), InAlN (In1-xAlxN, 0 ≦ x ≦ 1) und AlInGaN
(Al1-x-yInxGayN, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).
Im folgenden bezieht sich die Bezeichnung "GaN-basierend" auf
diese ternären oder quaternären Mischkristalle, auf von GaN
abgeleitete oder mit GaN verwandte Verbindungen sowie GaN
selbst. Weiterhin umfaßt diese Bezeichnung Materialien, die
zur Ausbildung von Pufferschichten bei der epitaktischen Her
stellung von Schichten der angeführten Materialsysteme ver
wendet werden.
Aus US 5,874,747 ist bekannt, in dem Halbleiterkörper einen
aktiven, der Strahlungserzeugung dienenden Bereich auszubilden,
der von mindestens einer n-leitenden und einer p-leiten
den Schicht umgeben ist.
Die Herstellung von p-leitenden Schichten auf GaN-Basis mit
einer ausreichend hohen Leitfähigkeit bringt eine Vielzahl
von technischen Problemen mit sich. Als Dotierung wird in der
Regel Mg, Zn oder C verwendet. Die Energieniveaus dieser Ak
zeptoren liegen zwischen 200 meV und 300 meV über der Valenz
bandkante, so daß bei einem Bandabstand in der Größenordnung
von 3,4 eV, wie er bei GaN vorliegt, nur ein sehr geringer
Teil der Akzeptoren ionisiert ist.
Eine Erhöhung der Löcherkonzentration durch Steigerung der
chemischen Akzeptorkonzentration wird durch Selbstkompensati
onseffekte begrenzt. Bei zu starker Akzeptordotierung bilden
sich beispielsweise Fehlstellen im Kristall, die als Donator
wirken und daher die Akzeptordotierung kompensieren.
Da die energetische Lage der Akzeptorniveaus und die chemi
sche Maximalkonzentration nur unzureichend beeinflußbar ist,
ist für eine möglichst hohe p-Leitfähigkeit ein effizienter
Einbau der Akzeptoratome auf elektrisch aktive Plätze des
Wirtsgitters erforderlich. Die Einbaueffizient bemißt sich in
erster Linie an der resultierenden Löcherkonzentration sowie
deren Beweglichkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein strahlungsemit
tierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Basis mit verbesserter
p-Leitfähigkeit zu schaffen. Weiterhin ist es Aufgabe der Er
findung, ein Herstellungsverfahren hierfür anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement nach Pa
tentanspruch 1 bzw. ein Herstellungsverfahren nach Patenan
spruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 12 und 14 bis 23.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, auf einem SiC-basierenden
Substrat eine Mehrzahl von GaN-basierenden Schichten auszu
bilden, wobei ein Teil dieser Schichten den aktiven, d. h. der
Strahlungserzeugung dienenden Bereich bildet. Dieser aktive
Bereich ist zwischen mindestens einer n-leitenden und minde
stens einer p-leitenden Schicht angeordnet, wobei die minde
stens eine p-leitende Schicht zugverspannt aufgewachsen ist
und die Zugspannungsrichtung im wesentlichen parallel zur
Schichtebene liegt. Mit Vorteil wird durch diese Verspannung
des Kristallgitters der Einbau der Akzeptoratome gegenüber
einem druckverspannten Gitter erhöht.
Unter einem SiC-basierenden Substrat ist hierbei ein Substrat
zu verstehen, das aus SiC besteht oder SiC enthält und dessen
thermische Eigenschaften im wesentlichen durch SiC bestimmmt
werden. Dabei können Teilbereiche des Substrats, insbesondere
die zur Aufbringung der GaN-Schichten verwendete Grenzfläche,
eine von SiC abweichende Zusammensetzung aufweisen.
Vorzugsweise wird als p-Dotierung Mg, Zn und/oder C, da sich
diese Dotierungen bei der epitaktischen Herstellung bewährt
haben und daher ohne großen technischen Aufwand verwendet
werden können.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die
mindestens eine p-leitende Schicht AlGaN. Solche Schichten
dienen als Elektronenbarriere und steigern damit die Quan
teneffizient strahlungsemittierender Halbleiterbauelemente.
Weiterhin zeichen sich AlGaN-Schichten durch gute epitakti
sche Wachstumseigenschaften aus. Auch eignen sich solche
Schichten aufgrund ihres Brechungsindexunterschieds bezüglich
GaN und InGaN zur Ausbildung von Wellenleiterstrukturen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß die p-leitende Schicht auf einer Schicht aufgewachsen
ist, deren Gitterkonstante größer ist als die Gitterkonstante
der p-leitenden Schicht im unverspannten Zustand, so daß sich
mit Vorteil der oben beschriebene Zustand einer zugverspann
ten p-leitenden Schicht ergibt.
Die n-leitende Schicht ist vorzugsweise zwischen dem SiC-ba
sierenden Substrat und dem aktiven Bereich und die p-leiten
den Schicht auf der dem SiC-Substrat abgewandten Seite des
aktiven Bereichs angeordnet. Weiterhin enthält die n-leitende
Schicht bevorzugt ebenfalls AlGaN, da dieses Material im Ge
gensatz zu GaN ein SiC-basierendes Substrat besser benetzt
und so eine epitaktische Herstellung von GaN-Schichten hoher
Qualität auf dem Substrat ermöglicht.
Besonders bevorzugt ist hierbei eine n-leitende Schicht, die
wie die p-leitende Schicht AlGaN enthält, wobei der Al-Gehalt
der n-leitenden Schicht geringer ist als der Al-Gehalt der p-
leitenden Schicht und der dazwischenliegende aktive Bereich
so dünn gebildet ist, daß die Gitterkonstante von der n-lei
tenden Schicht festgelegt wird. Da die Gitterkonstante von
AlGaN-Schichten mit sinkendem Al-Gehalt steigt, kann so durch
den niedrigeren Al-Gehalt der n-leitenden Schicht eine grö
ßere Gitterkonstante unter der p-leitenden Schicht realisiert
werden. Dies bewirkt wiederum die vorteilhafte Zugverspannung
in der p-leitenden Schicht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der
aktive Bereich als Quantentopfstruktur, bevorzugt als Mehr
fachquantentopfstruktur (MQW, multiple quantum well) ausge
bildet. Diese Strukturen zeichnen sich durch eine besonders
hohe Quanteneffizienz aus. Bevorzugt ist der aktive Bereich
durch eine Abfolge von GaN- und InGaN-Quantenschichten gebil
det.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht
darin, daß der aktive Bereich von einer Wellenleiterstruktur
umschlossen ist. Diese Ausgestaltung ist besonders für GaN-
basierende Halbleiterlaser von Vorteil, um das Strahlungsfeld
auf den aktiven Bereich einzugrenzen und so den Pumpstrom des
Lasers niedrig zu halten. Bevorzugt besteht die Wellenleiter
struktur aus einer n-dotierten und einer p-dotierten GaN-
Schicht, die zwischen dem aktiven Bereich und der entspre
chend dotierten GaN-basierenden Schicht angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren einer p-lei
tenden, GaN-basierenden Schicht ist vorgesehen, eine GaN-ba
sierende Schicht auf eine Kristallfläche aufzubringen, deren
Gitterkonstante größer ist als die Gitterkonstante der GaN
basierenden Schicht (im unverspannten Zustand). Die GaN-ba
sierende Schicht wird mit einem Akzeptor dotiert, wobei die
Dotierung während des Aufwachsens oder nach dem Aufwachsen
erfolgen kann.
Aufgrund der Gitterfehlanpassung wird die GaN-basierende
Schicht zugverspannt, wobei die Zugspannungsrichtung im we
sentlichen parallel zur Schichtebene liegt. Dieser Spannungs
zustand führt zu einem verbesserten Einbau der Akzeptoratome,
vorzugsweise Mg-, Zn- oder C-Atome, in das Wirtskristallgit
ter. Der verbesserte Einbau äußert sich vor allem in einer
Erhöhung der Löcherkonzentration und der Löcherbeweglichkeit
und bewirkt daher mit Vorteil eine Erhöhung der p-Leitfähig
keit.
Vorzugsweise wird die GaN-basierende Schicht epitaktisch auf
gebracht. Mit Vorteil kann dabei während des Aufwachsens die
GaN-basierende Schicht gleichzeitig p-dotiert werden, wobei
aufgrund der Gitterfehlanpassung die GaN-basierende Schicht
zugverspannt aufwächst und so die p-Dotierung mit großer Ef
fizienz hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften in das
GaN-basierende Kristallgitter eingebaut wird. Als Ausgangs
stoffe können zur Dotierung beispielsweise Cp2Mg (Magnesium
biscyclopentadienyl), DMZ (Dimethylzink) bzw.
CCl4(Tetrachlorkohlenstoff) verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens enthält die p-leitende GaN-basierende
Schicht AlGaN. Vorzugsweise wird vor der Aufbringung dieser
p-leitenden AlGaN-Schicht in dem Halbleiterkörper eine AlGaN-
Schicht ausgebildet, deren Al-Gehalt niedriger ist als der
Al-Gehalt der p-leitenden AlGaN-Schicht. Da die Gitterkon
stante einer AlGaN-Schicht mit sinkendem Al-Gehalt steigt,
wird so die vorteilhafte Zugverspannung in der p-leitenden
Schicht hervorgerufen und die damit einhergehende verbesserte
p-Leitfähigkeit erzielt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens variiert der Al-Gehalt in der zuvor
gebildeten AlGaN-Schicht in Richtung der Schichtnormale, wo
bei der Al-Gehalt an der der p-AlCaN-Schicht zugewandten
Grenzfläche geringer ist als der Al-Gehalt der p-AlGaN-
Schicht.
Ein substratseitig hoher Al-Gehalt ist von Vorteil für die
epitaktische Aufbringung der Zwischenschicht auf Si- und SiC-
Substrate, da AlGaN-Schichten mit hohem Al-Gehalt das Sub
strat besser benetzen und leichter planare Schichten hoher
Kristallqualität bilden. Durch ein Al-Konzentrationsprofil
mit sinkendem Al-Gehalts bei zunehmender Entfernung vom Sub
strat wird substratseitig ein für die Epitaxie günstiger ho
her Al-Gehalt und zugleich eine Zugverspannung der p-AlGaN-
Schicht erreicht.
Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von drei Aus
führungsbeispielen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausfüh
rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements,
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Herstellungsver
fahrens und
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Herstellungsver
fahrens.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind dabei mit den sel
ben Bezugszeichen versehen.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt den Aufbau
eines Halbleiterlasers auf GaN-Basis. Als Substrat 1 dient
ein SiC-Substrat, auf das eine 700 nm dicke n-leitende AlGaN-
Schicht 2 aufgebracht ist (die jeweiligen Schichtdicken sind
nicht maßstabsgetreu dargestellt). Der Al-Gehalt dieser
Schicht 2 sinkt von 17% an der SiC-Grenzfläche auf 9% an
der gegenüberliegenden Hauptfläche der Schicht 2 ab. Auf die
ser n-leitenden Schicht 2 ist eine 120 nm dicke, Si-dotierte
GaN-Schicht 8 gebildet, an die sich der aktive Bereich 3 in
Form einer MQW-Struktur anschließt. Diese MQW-Struktur be
steht aus einer vierfachen Abfolge einer 2 nm dicken InGaN-
Schicht und einer 12 nm dicken GaN-Schicht im Wechsel, die
von einer 2 nm dicken InGaN-Schicht abgeschlossen wird.
Hierauf folgt eine p-leitende GaN-basierende Doppelschicht 7
mit einer Gesamtdicke von 120 nm, die aus einer Mg-dotierten
AlGaN-Schicht 7a und einer Mg-dotierten GaN-Schicht 7b be
steht. Diese Doppelschicht 7 und die unter dem aktiven Be
reich angeordnete, n-leitende GaN-Schicht 8 bildet zusammen
einen symmetrischen Wellenleiter, der das generierte Strah
lungsfeld eingrenzt und auf den strahlungsaktiven Bereich 3
konzentriert. Da die Schichtdicke der p-leitenden Doppel
schicht 7 vergleichsweise gering ist, ist eine Zugverspannung
dieser Schicht zur Erhöhung der p-Leitfähigkeit nicht erfor
derlich.
Auf der zweiten Wellenleiterschicht 7 ist eine 400 nm dicke
p-leitende Schicht 4 ausgebildet, die aus Mg-dotierten AlGaN
mit einem Al-Anteil von 12% besteht. Abgeschlossen wird die
Halbleiterstruktur von einer hoch p-dotierten GaN-Kontakt
schicht 5 von 100 nm Dicke.
Die Gitterkonstante einer Epitaxieschicht wird vor allem
durch die Gitterkonstante der Schicht im unverspannten Zu
stand, die Dicke der Schicht und die Gitterkonstante der da
runterliegenden Schichten festgelegt. Bei dem gezeigten Aus
führungsbeispiel wird die Gitterkonstante der unter der p-
leitenden Schicht 4 liegenden Schichten im wesentlichen von
der n-leitende AlGaN-Schicht 2 bestimmt, deren Dicke mit
700 nm weitaus größer ist als die Dicke des aktiven MQW-Be
reichs 3 einschließlich der Wellenleiterstruktur 7, 8. Die Al-
Konzentration der p-leitenden Schicht 4 ist größer als die
Al-Konzentration der n-leitenden 2 Schicht gewählt, so daß
die Mg-dotierte, p-leitende Schicht 4 zugverspannt aufgewach
sen ist. Mit Vorteil führt dieser Verspannungszustand zu ei
ner erhöhten p-Leitfähigkeit gegenüber einer druckverspannten
p-leitfähigen Schicht.
Die angegebene Verspannung der p-leitenden Schicht 4 bezieht
sich insbesondere auf den Zustand bei bzw. unmittelbar nach
der Herstellung des Halbleiterkörpers, d. h. noch vor der Ab
kühlung des Bauelements. Bei der Abkühlung kann sich der Ver
spannungszustand des Halbleiterkörpers je nach Ausdehnungs
koeffiezient des Substrat ändern oder sogar umkehren. Im
Falle eines SiC-Substrats bleibt der beschriebene Verspan
nungszustand im wesentlichen erhalten. Eine Änderung der Ver
spannung bei der Abkühlung beeinflußt die Effizient der be
reits in das Wirtsgitter eingebauten Akzeptoratome nur unmaß
geblich.
In Fig. 2 ist in zwei Schritten ein Ausführungsbeispiel ei
nes erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens dargestellt.
Zunächst wird auf einem Epitaxiesubstrat 10, vorzugsweise ein
SiC-basierendes Substrat, eine dünne n-AlGaN-Pufferschicht 6
aufgebracht. Für die Epitaxie (MOVPE) werden die üblichen organometallischen
Verbindungen wie TMGa (Trimethylgallium)
oder TEGa (Triethylgallium), TMAl (Trimethylaluminium) und
TMIn (Trimethylindium) verwendet. Zur n-Dotierung dient SiH4
(Silan), zur p-Dotierung Cp2Mg.
Zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Pufferschicht 6 können in
dieser zusätzlich elektrisch leitfähige Kanäle 9 ausgebildet
werden. Dazu kann beispielsweise zunächst auf das Epitaxie
substrat 10 eine dünne GaN- oder InGaN-Schicht aufgewachsen
werden. Da diese Verbindungen Si und SiC nur geringfügig be
netzen, entsteht eine unzusammenhängende Schicht aus mehreren
gut leitfähigen GaN- bzw. InGaN-Inseln, die die elektrisch
leitfähigen Kanäle 9 bilden. Die Ausbildung der Pufferschicht
6 wird abgeschlossen durch die Aufbringung einer planarisie
renden AIGaN-Füllschicht mit hohem Al-Gehalt, die die Zwi
schenräume zwischen den Leitungskanälen 9 füllt und eine aus
reichend homogene Oberfläche zur Aufbringung weiterer Schich
ten ausbildet. Eine solche Pufferschicht mit leitfähigen Ka
nälen kann auch bei den anderen beiden Ausführungsbeispielen
gebildet bzw. verwendet werden.
Auf der Pufferschicht 6 wird eine Si-dotierte GaN-Schicht 2
mit einer Dicke im µm-Bereich und ein aktiver Bereich 3 in
Form einer GaN/InGaN-MQW-Struktur abgeschieden, Fig. 2a.
Aufgrund der geringen Dicke der Quantenschichten wird die
Gitterkonstante im wesentlichen von der darunterliegenden
GaN-Schicht 2 festgelegt.
Auf den aktiven Bereich wird eine Mg-dotierte und damit p-
leitende AlGaN-Schicht 4 aufgebracht, Fig. 2b. Die Gitter
konstante einer AlGaN-Schicht steigt mit sinkendem Al-Gehalt
und ist maximal für einer reine GaN-Schicht. Da die GaN-
Schicht 2 die Gitterkonstante festlegt, wächst die AlGaN-
Schicht 4 auf einer Kristallfläche auf, deren Gitterkonstante
größer ist als die Gitterkonstante der AlGaN-Schicht 4. Damit
entsteht eine zugverspannte AlGaN-Schicht 4, die sich durch
einen verbesserten Einbau der Mg-Dotierung und somit durch
eine erhöhte p-Leitfähigkeit auszeichnet.
Auf diese Schicht können in nachfolgenden, nicht dargestell
ten Schritten weitere Schichten, beispielsweise eine p-lei
tende, hochdotierte GaN-Kontaktschicht, aufgebracht werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Her
stellungsverfahrens unterscheidet sich von dem in Fig. 2
dargestellten Beispiel darin, daß anstelle der GaN-Schicht 2
eine AlGaN-Schicht 7 ausgebildet wird. Eine Pufferschicht
(nicht dargestellt) wie im vorigen Ausführungsbeispiel kann
ebenfalls vorgesehen sein. Auf der AlGaN-Schicht 7 ist wie
derum der aktive Bereich 3 ausbildet, Fig. 3a. Der aktive
Bereich kann auch in nicht dargestellter Weise von einer Wel
lenleiterstruktur wie in Fig. 1 umgeben sein.
Auf dem aktiven Bereich wird eine Mg-dotierte AlGaN-Schicht 4
abgeschieden, Fig. 3b. Der Al-Gehalt der Schicht 4 ist dabei
geringer als der Al-Gehalt der AlGaN-Schicht 2 an der Grenz
fläche zu dem Bereich 3. Da die Schicht 2 wiederum aufgrund
ihrer Dicke gegenüber der MQW-Struktur die Gitterkonstante
festlegt, wächst die Mg-dotierte AlGaN-Schicht 4 auf einer
Kristallfläche mit höherer Gitterkonstante zugverspannt auf.
Somit wird wiederum die verbesserte p-Leitfähigkeit erreicht.
Die Erläuterung der Erfindung anhand der beschriebenen Aus
führungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschrän
kung der Erfindung hierauf zu verstehen. Insbesondere können
die gezeigten Halbleiterstrukturen zusätzlich mit bekannten
und üblichen Verfahren mit Kontaktflächen versehen, auf Trä
ger montiert und in Gehäuse eingebaut werden.
Claims (23)
1. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement auf GaN-Ba
sis mit einem Halbleiterkörper, der ein SiC-basierendes Sub
strat (1) aufweist, auf das eine Mehrzahl GaN-basierender
Schichten aufgebracht ist, wobei diese Mehrzahl mindestens
einen aktiven Bereich (3) enthält, der zwischen mindestens
einer n-leitenden Schicht (2) und mindestens einer p-leiten
den Schicht (4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die p-leitende Schicht zugverspannt aufgewachsen ist.
2. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An
spruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine p-leitende Schicht mit Mg, Zn und/oder C
dotiert ist.
3. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem
der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine p-leitende Schicht AlGaN enthält.
4. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem
der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine p-leitende Schicht (4) auf einer Schicht
aufgewachsen ist, deren Gitterkonstante größer als die Git
terkonstante der p-leitenden Schicht (4) ist.
5. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem
der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine n-leitende Schicht (2) zwischen dem SiC-
basierenden Substrat (1) und dem aktiven Bereich (3) angeord
net ist.
6. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An
spruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine n-leitende Schicht (2) AlGaN enthält.
7. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An
spruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Al-Gehalt der n-leitenden Schicht (2) kleiner ist als der
Al-Gehalt der p-leitenden Schicht (4) und die zwischen n-lei
tender Schicht (2) und p-leitender Schicht (4) angeordneten
Schichten so dünn sind, daß die Gitterkonstante dieser
Schichten von der n-leitenden Schicht (2) festgelegt wird.
8. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An
spruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Al-Gehalt in der n-leitenden Schicht (2) in Richtung des
SiC-basierenden Substrats (1) zunimmt.
9. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem
der Ansprüche 1 bis 8
dadurch gekennzeichnet, daß
der aktive Bereich (3) als Einfachquantentopfstruktur oder
Mehrfachquantentopfstruktur ausgebildet ist.
10. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An
spruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Quantentopfstruktur durch eine Abfolge von GaN- und
InGaN-Schichten gebildet ist.
11. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem
der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der aktive Bereich (3) von einer Wellenleiterstruktur (7, 8)
umgeben ist.
12. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An
spruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellenleiterstruktur aus je mindestens einer GaN-basie
renden Schicht (7, 8) besteht, die zwischen dem aktiven Be
reich (3) und der n-leitenden Schicht (2) bzw. der p-leiten
den Schicht (4) angeordnet ist.
13. Herstellungsverfahren für einen Halbleiterkörper mit
mindestens einer p-leitenden GaN-basierenden Schicht (4),
gekennzeichnet durch die Schritte:
- - Bereitstellung einer Kristallfläche, deren Gitterkon stante größer ist als die Gitterkonstante der p-leitenden GaN-basierende Schicht (4),
- - Aufbringung der GaN-basierende Schicht (4) auf die Kri stallfläche,
- - Dotierung der GaN-basierende Schicht (4) mit einem Ak zeptormaterial.
14. Herstellungsverfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Akzeptor Mg, Zn und/oder C verwendet wird.
15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die p-leitende GaN-basierende Schicht (4) epitaktisch herge
stellt wird.
16. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis
15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die p-leitende GaN-basierende (4) Schicht AlGaN enthält.
17. Herstellungsverfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Halbleiterkörper vor der Aufbringung der p-leitenden
GaN-basierenden Schicht (4) eine zweite Schicht (2) ausgebildet
wird, die AlGaN enthält und deren Al-Gehalt geringer ist
als der Al-Gehalt der p-leitenden GaN-basierenden Schicht
(4).
18. Herstellungsverfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der zweiten Schicht (2) der Al-Gehalt in Richtung der
Schichtnormale variiert und der Al-Gehalt an der der p-lei
tenden GaN-basierenden Schicht (4) zugewandten Seite der
zweiten Schicht (2) geringer ist als der Al-Gehalt der p-lei
tenden GaN-basierenden Schicht (4).
19. Herstellungsverfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Schicht (2) n-leitend ist.
20. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis
19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zwischen der zweiten Schicht (2) und der p-leitenden,
GaN-basierenden Schicht (4) ein aktiver, der Strahlungserzeu
gung dienender Bereich (3) ausgebildet wird.
21. Herstellungsverfahren nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
der aktive Bereich (3) eine oder mehrere Schichten auf GaN-
Basis enthält, die so dünn sind, daß die Gitterkonstante der
Kristalloberfläche, auf der die p-leitende GaN-basierende
Schicht (4) ausgebildet wird, im wesentlichen von der zweiten
Schicht (2) festgelegt wird.
22. Herstellungsverfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
der aktive Bereich (3) als Einfachquantentopfstruktur oder
Mehrfachquantentopfstruktur ausgebildet wird.
23. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Epitaxiesubstrat (1) ein SiC-basierendes Substrat verwen
det wird.
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